选修32第四章电磁感应第7节涡流
选修3-2第四章第7节《涡流电磁阻尼和电磁驱动》教学设计.pptx
学生已经学习了电路的基本常识以及电磁感应的相关规律，学会判断回路是否会产生感 应电流以及感应电流的方向，而且还掌握了感应电动势的大小与什么因素有关。即已经学会 对自感现象的分析，但头脑中没有涡流这个概念而已，也没有意识到涡流现象，线圈本身 也 会产生电磁感应现象。学习中对涡流现象的解释以及分析是学生遇到的最大挑战。
学生：观察现象并作出分析。 当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电 流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的 磁 场力作为阻力，安培阻力较相对较大，因而磁铁会很快停下来。
3、电磁驱动
学海无涯
教师：感应电流不仅会对导体产生阻尼作用，有时还会产生驱动作用。 ［演示 4］电磁驱动。 演示教材 31 页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。 师生共同活动，得出电磁驱动的概念： 磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来 ， 这种现象称为电磁驱动。 教师：交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的 工 作过程。
在各种电机、变压器中，涡流是有害的，我们要采取各种办法来减弱它，其实涡流也是 可以利用的，工业上的高频感应炉就是利用涡流来熔化、冶炼金属的.这种冶炼方法速度快， 温度容易控制，而且污染少，适应冶炼特种合金和特种钢。
涡流也可以应用于生活.本文将要介绍的电磁灶就是涡流在生活中的应用。 电磁灶首先把 50 Hz 的交流电通过桥式整流装置改换成直流电，然后通过逆变器，转换 成 15 kHz ~50 kHz 的高频电流，此高频电流通过扁平螺旋形加热线圈（螺旋中心有圆环形 磁芯）产生高频交变磁场，这个磁场的磁感线穿过非金属灶台面板进入烹饪铁锅底内，由于 电磁感应产生电场，形成强大的涡流电流，发出大量的焦耳热，达到对食物加热的目的。
《涡流电磁阻尼和电磁驱动》教学设计
《涡流电磁阻尼和电磁驱动》教学设计宁波市镇海中学应俊【教学目标】1、知识与技能（1）知道涡流是如何产生的。
（2）知道涡流的利与弊，以及如何利用和防止涡流现象。
（3）知道电磁阻尼和电磁驱动及其应用。
2、过程与方法（1）通过对电磁炉加热原理的分析，让学生体会探究物理现象的一般程序和方法。
（2）通过对涡流现象在实际生活中应用的探究，培养学生观察、分析、归纳、总结的能力。
3、情感态度与价值观（1）通过对涡流现象在实际生活中应用的学习，培养学生对科学的好奇心和求知欲。
（2）通过学习实际中涡流现象利用的例子，培养学生树立物理来源于生活应用于生活的意识，认识物理学对经济、社会发展的推动作用。
（3）通过对涡流现象利弊的认识，培养学生用辩证唯物主义观点认识事物的两面性。
【教学重点】涡流的产生和涡流现象的利用及防止【教学难点】涡流现象的存在和实例分析【教学过程】一、创设情境，引入课题——引出涡流现象引入新课：在前面我们已经学习了电磁感应的有关知识，在这一节课中我们将这些知识应用于实践生活中去，并希望在这个过程中能够找到分析物理现象的一般思路和方法。
先从观察物理现象入手。
教师引导：同学们见过用铁锅烧热水，但你们见过用玻璃器皿直接在电磁炉上烧开水吗？（学生一脸疑惑）现在我先给大家表演一个魔术，我只要在一个玻璃器皿中加入一块神秘物质就可以实现它。
大家一起来见证这个奇迹的时刻。
[实验1]：电磁炉上放有两个玻璃器皿，在玻璃器皿里面放有少量水，在其中一个玻璃器皿加入一块铁片，打开电磁炉开关。
观察现象：加入铁片的玻璃器皿的水烧开了，没有加入铁片的玻璃器皿的水没有烧开。
二、理论分析，实验验证——探究涡流现象的存在提出问题：是什么原因使得水烧开呢？我们一起来看看这个神秘的物质。
学生观察：在玻璃器皿中放了一块小铁片。
提出问题：小铁片为什么能使得玻璃水烧开呢？小铁片是通过发热使得水烧开吗？猜想与假设：应该是小铁片里面产生电流，通过电流发热产生的。
《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》 说课稿
《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》。
接下来，我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》是人教版高中物理选修 3-2 第四章《电磁感应》中的第七节内容。
这部分知识是电磁感应现象的拓展和应用，在生产生活中有着广泛的应用，如电磁炉、磁悬浮列车等。
通过对这部分内容的学习，学生能够进一步深化对电磁感应现象的理解，提高运用物理知识解决实际问题的能力。
在教材的编排上，先介绍了涡流的概念和产生原因，然后通过实验探究了电磁阻尼和电磁驱动现象，最后阐述了它们在实际中的应用。
这种编排方式符合学生的认知规律，由浅入深，逐步引导学生掌握知识。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了电磁感应的基本规律，对法拉第电磁感应定律和楞次定律有了一定的理解。
但是，对于涡流、电磁阻尼和电磁驱动这些较为抽象的概念和现象，学生可能会感到难以理解。
此外，学生在实验探究和分析问题的能力方面还有待提高。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）理解涡流的概念和产生原因。
（2）知道电磁阻尼和电磁驱动现象，并能解释其原理。
（3）了解涡流、电磁阻尼和电磁驱动在生产生活中的应用。
2、过程与方法目标（1）通过实验观察和分析，培养学生的观察能力和逻辑思维能力。
（2）通过对电磁阻尼和电磁驱动现象的探究，培养学生的实验探究能力和创新思维能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生体会物理知识与生活实际的紧密联系，激发学生学习物理的兴趣。
（2）培养学生的科学态度和合作精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）涡流的概念和产生原因。
（2）电磁阻尼和电磁驱动现象的原理。
2、教学难点（1）对涡流现象的理解。
（2）电磁阻尼和电磁驱动现象的区分。
五、教法与学法1、教法（1）讲授法：讲解涡流、电磁阻尼和电磁驱动的基本概念和原理。
人教版高中物理选修3-2课件4-7《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》精品课件
三、电磁驱动
1、电磁驱动：当磁场相对于导体转动时，在导体中会产生感应 电流，感应电流使导体受到安培力的作用而运动起来的现象。 线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。
2、应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表等。
电磁驱动
三、电磁驱动
3、电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
区别：①电磁阻尼是导体相对于磁场运动; ②电磁驱动是磁场相对于导体运动。
第四章 电磁感应
7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
温故知炉
一、涡流
1.涡流：当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近 的任何导体中都会产生感应电流——涡流.
（1）涡流是在整块金属内产生的感应电流。 （2）涡流的产生遵守法拉第电磁感应定律。
一、涡流
2.涡流的热效应：金属块中的涡流也要产生热量,如果金属的电阻率
二、电磁阻尼
(2)、微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连在一起？
构成闭合回路，防止指针摆动。
3
如图所示，磁电式仪表的线圈通常是 用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上， 这样做的目的是( )
A．防止涡流而设计的 B．利用涡流而设计的 C．起电磁阻尼的作用 D．起电磁驱动的作用 线圈通电后在安培力作用下转动，铝框随之转动，在铝框内产生涡流 涡流将阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来
小，则涡流很强，产生的热量也很多。
真空冶炼炉 线圈导线
交流电源
高频焊接
焊 接 处
待焊接元件
一、涡流
2.涡流的磁效应：涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报 警。
金属探测仪 探雷器
一、涡流
门框
金属块
线圈 安检门
报警电路
~ 交流电
一、涡流
高中物理第4章电磁感应7涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件
7 涡流、电磁阻尼和电磁 驱动
学习目标
1.知道涡流的产生原因及 涡流的防止和应用. 2.知道电磁阻尼和电磁驱 动的原理和应用.
重点难点 重点 涡流的产生原
因和涡流的应 用. 难点 对涡流产生原 因的理解.
知识点一 涡流 提炼知识
由于电磁感应在导体中产生的像水中漩 定义
涡样的感应电流 若金属的电阻率小，涡流往往很强，产生 特点 的热量很多 (1)涡流热效应的应用：如真空冶炼炉 应用 (2)涡流磁效应的应用：如探雷器、安检门
电动机、变压器等设备中应防止铁芯中 涡流过大而导致浪费能量，损坏电器 防止 (1)途径一：增大铁芯材料的电阻率 (2)途径二：用相互绝缘的硅钢片叠成的 铁芯代替整个硅钢铁芯
判断正误
(1)涡流不是感应电流，而是有别于感应电流的特殊 电流．(×)
(2)涡流是一种感应电流，都是因为穿过导体的磁通 量变化而产生的．(√)
则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电 能，最终转化为内能．
【典例 1】 (多选)高频焊接原理示意图如图所示．线 圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产 生感应电流，感应电流通过焊缝时产生大量热量，将金 属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很 少．下列说法正确的是( )
A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快 B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快 C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的 电阻小 D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的 电阻大
的磁通量发生变化，待冶炼金属内不会产生涡流，选项 A
正确，选项 B 错误；
当感应炉内装入待冶炼的金属时，会在待冶炼的金属 中直接产生涡流来加热金属，从而使金属熔化，高频感应 炉不是利用线圈中电流产生的焦耳热，也不是利用线圈中 电流产生的磁场加热，选项 C 错误，选项 D 正确．
人教版高二物理选修3-2第四章电磁感应第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件
2.电磁感应现象在生产、生活及科学研究中有着广泛的应用， 下列说法正确的是（ ） A.电磁炉利用变化的磁B场CD使食物中的水分子形成涡流来对食物 加热
B.当金属探测器在探测到金属时，会在金属内部产生涡流，涡 流的磁场反过来影响金属探测器中的电流，致使蜂鸣器发出蜂 鸣声
C.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做是利用电磁阻尼让摆动 的指针快速停下来，微安表在运输时要把正负接线柱短接也 是利用电磁阻尼，防止指针摆动过大损坏
4.电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上。线圈中流过变化的电流， 在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。 因此，我们要想
办法减小涡流。途径之一是增
大铁芯材料的电阻率，常用的
铁芯材料是硅钢，它的电阻率
比较大。另一个途径就是用互
相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
5.探测地雷的探雷器是利用涡流工作的。士兵手持一个长柄线 圈在地面扫过，线圈中有变化着的电流。如果地下埋着金属物 品，金属中会感应出涡流， 涡流的磁场反过来影响线圈中 的电流，使仪器报警。这种探 雷器可以用来探测金属壳的地 雷或有较大金属零件的地雷。 机场的安检门可以探测人身携带的金属物品，道理是一样的。
11.水平光滑的桌面内固定一足够长的直导线，并通入如下图 所示的恒定电流，两个相同的正方形线框abcd和efgh到导线 的距离相等，两个线框
间产生的电磁现象忽略不计，
现分别给两个线框竖直向下
和水平向右的速度v。
下列判断正确的是（ ACD） A.线框abcd做匀速直线运动，线框efgh做减速直线运动
C．铝管对桌面的压力大于铝管的重力
D．磁块动能的增加量小于于重力势能的减少量
10．两个完全相同的灵敏电流计A、B，按图所示的连接方式， 用导线连接起来，当把电流计A的指针向左边拨动的过程中， 电流计B的指针将（ ）
(新课标)2020版高中物理第四章电磁感应7涡流、电磁阻尼和电磁驱动课件选修3_2
(2)应用： 电磁阻尼有不少应用．使用磁电式电表进行测量时，由于 指针转动轴的摩擦力矩很小，若不采取措施，线圈及指针将会 在所示值附近来回摆动，不易稳定下来．为此，许多电表把线 圈绕在闭合的铝框上，当线圈摆动时，在闭合的铝框中将产生 感应电流，从而获得电磁阻尼力矩，以使线圈迅速稳定在所示 值的位置．电气列车中的电磁制动器也是根据电磁阻尼原理制 成的．
2．电磁驱动 (1)电磁驱动的产生： 如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电 流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体 运动起来，这种作用常常称为电磁驱动，如图所示，当 转动蹄形磁铁时，线圈也跟着转动起来，产生这种现象 的原因就是电磁驱动．
(2)电磁驱动的原因分析： 当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量就发生变化．例如， 线圈处于所示的初始位置时，穿过线圈的磁通量为零，蹄形磁铁 一转动，穿过线圈的磁通量就增加了．根据楞次定律，此时线圈 中就有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加，因而线圈会跟着同 向转动起来．
4．7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
学习重点
考查热度
通过实例分析，理解涡流、电磁阻尼和电 磁驱动的本质
★★
利用比较法区别电磁阻尼和电磁驱动
★★★
基础梳理
一、涡流 1．涡流的产生 若在变化的磁场中有一块导体，由于电磁感 应，导体内会产生感应电流，如图所示的虚线所 示．这样的感应电流，看起来就像水中的旋涡， 所以把它叫做涡电流，简称涡流．
2．涡流的特点 (1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉第电 磁感应定律． (2)磁场变化越快ΔΔ Bt 越大，导体的横截面积 S 越大，导体 材料的电阻率越小，形成的涡流就越大．
3．涡流的利用 (1)真空冶炼炉内金属的电阻率小，涡流很强，产生的热量很 多，可以用来冶炼合金钢． (2)探雷器也是利用涡流工作的．探雷器线圈中有变化的电 流，线圈在地面扫过时，如果地面下埋着金属物品，金属中会产 生涡流，涡流的磁场又会反过来影响线圈中的电流，使仪器报 警．机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人身携带的金 属物品也是这个原理．
人教版高中物理选修3-2第四章4.7涡流电磁阻尼和电磁驱动
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2021年4月3日 星期六1时18分 10秒13:18:103 April 2021
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。下 午1时18分10秒 下午1时18分13:18:1021.4.3
谢谢大家
2.金属块中的涡流也要产生热量,如果金属的电阻 率小，则涡流很强，产生的热量也很多。
3.应用 (1)利用
a.真空冶炼炉，高频焊接
焊
线圈导线
接
处
电源
待焊接元件
生活中的物理：电磁炉的工作原理
电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上 交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生 强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生强 涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热 量，将饭菜煮熟。
第七节
涡流、电磁阻尼和电磁驱动
根据麦克斯韦电磁 场理论，当如右图所 示的磁场变化时，导 体中的自由电子就会 在此电场力的作用下 定向移动从而产生感 应电流，这种感应电 流是像旋涡一样的闭 合的曲线，我们把它 叫涡电流。
B
E
一.涡流
1.当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近 的任何导体中都会产生感应电流-----涡流.
4、著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图
所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电
源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支
撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下
A 列关于圆盘的说法中正确的是（
）
A.圆盘将逆时针转动
B.圆盘将顺时针转动
C.圆盘不会转动
D.无法确定圆盘是否会动
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9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。21.4.321.4.3Saturday, April 03, 2021
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选修32第四章电磁感应第7节涡流测试题 2019.9
1,关于日光灯发出的照明光，以下说法中正确的是
A.主要是由两个电极发的光
B.主要是由两极间的气体导电时发的光
C.主要是由两极间的气体导电时发出的紫外线光
D.主要是由涂在管壁上的荧光粉受紫外线作用时发的光
2,日光灯在正常点燃后，下列说法正确的是
A.电流只通过日光灯管
B.电流只通过日光灯管和镇流器
C.电流只通过日光灯管和起动器
D.电流通过日光灯管、镇流器和起动器
3,关于日光灯管内气体的说法中，正确的是
A.日光灯管内充有稀薄的空气
B.日光灯管内只充有稀薄的汞蒸气
C.日光灯管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气
D.日光灯管内是真空的
4,关于日光灯所能使用的电源，下列说法正确的是
A.日光灯只能使用交流电
B.日光灯只能使用直流电
C.日光灯可使用直流电，也可使用交流电
D.直流电的电压足够高时，也能使日光灯正常工作
5,关于日光灯上的起动器的有关说法中正确的是
A.灯管点燃发光后，起动器中两触片是分离的
B.日光灯正常发光后，取下起动器，日光灯立即熄灭
C.起动器中的电容器击穿后，日光灯管两端发红，中间不亮
D.起动器中的电容器击穿后，使电路中始终有电流，镇流器不能产生瞬时高压，因而灯管无法点燃.若将电容部分剪掉，则起动器仍可使日光灯正常工作
6,日光灯电路主要由镇流器、起动器和灯管组成，在日光灯点燃的过程中
A.镇流器给日光灯开始点燃提供瞬时高压
B.灯管正常发光时，镇流器起降压限流作用
C.灯管正常发光时，起动器内的双金属片是分离的
D.镇流器在电路中起着将交流变直流的作用
7,关于日光灯管内气体导电的说法中，正确的是
A.点燃日光灯时，激发气体导电的电压比220V低得多
B.点燃日光灯时，激发气体导电的电压比220V高得多
C.日光灯正常发光后，加在灯管两端的电压比220V低
D.日光灯正常发光后，加在灯管两端的电压比220V高
8,关于日光灯的镇流器，下列说法正确的是
A.镇流器产生的瞬时高压是来源于起动器两触片接通再断开的瞬问
B.镇流器在工作中总是产生高电压的
C.因为镇流器对交流电有较大的阻碍作用，所以在日光灯正常工作后，镇流器起降压限流作用
D.镇流器的电感线圈对直流电也有较大的阻碍作用
9,如图所示为日光灯示意电路，L为镇流器，S为起动器.下列操作中，观察到的现象正确的是
A.接通S1、S2接a、S3断开，灯管正常发光
B.灯管正常发光时，将S2由a迅速接到b，灯管将不再正常发光
C.断开S1、S3，令S2接b，待灯管冷却后再接通S1，可看到S闪光，灯管不能起辉
D.取下S，令S2接a，再接通S1、S3，接通几秒后迅速断开S3，灯管可正常发光
10,如图电路中，L为自感系数很大的电感线圈，N为试电笔中的氖管(起辉电压约70V)，电源电动势为10V，已知直流电使氖管起辉时辉光只发生在负极周围，则
A.S接通时，氖管不会亮
B.S接通时起辉，辉光在a端
C.S接通后迅速切断时起辉，辉光在a端
D.若条件同C，则辉光在电极b处
测试题答案
1, D
2, B
3, C
4, B
5, ACD
6, ABC
7, BC
8, AC
9, ACD
10, AD。